重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术及工程应用

“重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术及工程应用”获2019年度国家科技进步二等奖

“重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术及工程应用”项目由西南交通大学联合朔黄铁路发展有限责任公司、中车齐齐哈尔车辆有限公司等4家单位完成 。针对纵向冲动引发重载列车运行安全及轨道结构运用安全等制约我国重载铁路技术发展的瓶颈问题，团队开展了重载列车与轨道相互作用安全保障关键技术研究，构建了重载列车与轨道动态相互作用的系统分析方法，提出了降低重载列车纵向冲动技术，开发了减轻重载列车与轨道动力作用技术，在我国10多个重点工程中得到了大规模成功应用，产生了重大社会经济效益，该成果在国际上产生了重要影响，被国际重载协会列入《重载铁路运营最佳实践指南》。

《列车-轨道-桥梁动力相互作用理论与工程应用》阐述了作者及其研究组在列车轨道-桥梁动力相互作用理论与应用研究领域所取得的系统性成果。全书共十章，前五章论述列车-轨道桥梁动力相互作用理论基础，包括理论模型、动力学方程、系统激励、数值仿真方法及其试验验证；第6章介绍列车-轨道-桥梁相互作用系统动力响应的基本特性；第7章讨论列车过桥动力性能评估方法与评价标准；后三章（第8、9、10章）通过选取有代表性的若干重点工程应用实例，介绍列车-轨道-桥梁动力相互作用理论与安全评估方法在中国铁路提速工程及高速铁路工程中的应用实践。《列车-轨道-桥梁动力相互作用理论与工程应用》不仅理论性强，而且极具工程实用性，适合于铁路工程特别是桥梁工程领域的研究、设计人员及工程技术人员阅读参考，并可作为高等院校铁道工程、桥梁工程、载运工具运用工程等专业方向的博士、硕士研究生教学用书。

序

前言

第1章 绪论

1.1 铁路桥梁及其动力学问题

1.2 列车-轨道-桥梁动力相互作用研究历史演进

1.3 列车-轨道-桥梁动力相互作用研究内容

1.4 列车-轨道-桥梁动力相互作用研究方法

参考文献

第2章 列车-轨道-桥梁动力相互作用模型

2.1 列车-轨道-桥梁系统动力相互作用原理

2.2 列车-轨道-桥梁系统动力学建模方法

2.3 机车车辆振动分析模型

2.3.1 四轴机车车辆模型及运动方程

2.3.2 六轴机车模型及运动方程

2.4 轨道结构振动分析模型

2.4.1 轨道结构振动模型

2.4.2 轨道结构振动方程

2.5 桥梁结构有限元模型

2.5.1 基本单元模型

2.5.2 总体刚度矩阵和质量矩阵

2.5.3 总体阻尼矩阵

2.6 轮轨相互作用分析模型

2.6.1 轮轨接触几何关系

2.6.2 轮轨法向力计算模型

2.6.3 轮轨蠕滑力计算模型

2.7 桥轨相互作用分析模型

2.8 列车-轨道-桥梁大系统动力学方程

参考文献

第3章 列车-轨道-桥梁振动系统激励

3.1 桥上轨道系统激励

3.1.1 轨道几何不平顺的描述

3.1.2 典型轨道谱

3.1.3 轨道随机不平顺的数值模拟

3.2 桥梁系统激励

3.2.1 桥梁徐变上拱

3.2.2 桥梁预拱度

3.2.3 梁体温度变形

3.2.4 墩台基础工后沉降

3.3 环境激励

3.3.1 地震激励

3.3.2 风荷载激励

参考文献

第4章 列车-轨道-桥梁动力相互作用仿真技术

4.1 列车过桥动力学仿真技术

4.2 列车-轨道-桥梁系统动力学仿真算法

4.2.1 新型快速显式数值积分法

4.2.2 Newmark-β积分法

4.3 列车-轨道-桥梁系统动力学仿真综合软件TTBSIM

4.3.1 TTBSIM软件的结构

4.3.2 TTBSIM软件的功能

参考文献

第5章 列车-轨道-桥梁动力相互作用仿真软件的试验验证

5.1 用于验证TTBSIM软件的列车过桥动力学试验概况

5.1.1 秦沈客运专线高速试验列车通过桥梁动力学现场试验

5.1.2 京津城际铁路高速列车通过桥梁动力学现场试验

5.2 基于秦沈客运专线高速试验列车过桥动力学试验的验证

5.3 基于京津城际铁路高速列车过桥动力学试验的验证

参考文献

第6章 列车-轨道-桥梁相互作用系统动力响应特性

6.1 列车-轨道-桥梁相互作用系统动力响应的基本特征

6.1.1 列车过桥时车辆动力响应特征

6.1.2 列车过桥时轨道动力响应特征

6.1.3 列车过桥时桥梁动力响应特征

6.2 桥梁刚度对高速列车-轨道-桥梁系统动力特性的影响，

6.2.1 分析对象

第7章 列车-轨道-桥梁动力相互作用性能评估与优化

第8章 列车-轨道-桥梁动力相互作用理论在铁路提速工程中的应用

第9章 列车-轨道-桥梁动力相互作用理论在高速铁路桥梁工程中的应用

第10章 列车-轨道-桥梁动力相互作用理论在特大型桥梁工程中的应用2100433B

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